DE1937418A1 - Schwimmringdichtung mit Druckentlastung der Dichtflaeche - Google Patents

Description

• Schwimmringdichtung mit Druckentlastung der Dichtfläche Die Erfindung betrifft eine Schwimmringdichtung zur Abdichtung des Durchtritts einer Welle durch ein Gehäuse, mit Druckentlastung der unter Einwirkung eines Sperrmediums an einer Seitenwand einer Ausnehmung des Gehäuses anliegenden Dichtfläche des Schwimmringes.
• Der Schwimmring einer solchen Dichtung umschliesst die Welle mit kleinem radialen Spiel. Bei unruhigem Lauf der Welle mit radialen Ausschlägen muss daher der Schwimmring die Bewegungen der Welle weitgehend mitmachen können. Bei hohen abzudichtenden Drücken wird die durch das Sperrmedium hervorgerufene axiale Anpresskraft, welche den Schwimmring dichtend gegen das Gehäuse drUckt, so gross, dass die Welle nicht mehr fähig ist, den Ring radial zu verschieben. Es ist nicht zu vermeiden, dass es zu metallischer BerUhrung der LaufRläch« kommt,-was zu AbnUtzungen der Welle und/oder des Schwimmringes führt.
• So ist es schon bekannt (DBP 1.011.050), in der der Druckölzuführung abgewandten Seite der Gehäuseausnehmung eine Ringnut vorzusehen, in die Oel unter erhöhtem Druck zugeführt wird, wodurch der Ring von der Gehäusewand hydraulisch abgehoben wird, was ihn eigentlich erst zum Schwimmring macht. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass zum Abheben des Ringes nicht der gleiche Druck verwendet werden kann wie für das Sperrmedium, sondern es muss ein höherer Druck dafür vorgesehen werden, um die vom Sperrmedium hervorgerufene axiale Anpresskraft kompensieren zu können. Das bedeutet, dass entweder eine Zusatzpumpe installiert werden muss, welche diesen höheren Druck- aufbringt, oder dass die Hauptpumpe, welche das Sperrmedium fördert, auf den höheren Druck eingestellt wird und dieser dann durch ein Drosselorgan auf den zur Sperrung nötigen Druck reduziert wird.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Dichtfläche eines Schwimmringes vollständig zu entlasten, ohne dafür einen höhren Druck als den im Sperrmedium zu verwenden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Schwimmring mit kleinem axialen Spiel in die Ausnehmung des Gehäuses eingepasst ist, so dass mindenstens Teile beider Stirnseiten des Schwimmringes Dichtflächen bilden, dass mindenstens ein Kanal einen Ringraum, der an die Dichtfläche der der Sperrmediumzuführung zUm Schwimmring abgewandten Seite angrenzt, mit einer Sperrmediumleitung verbindet und dass ein vorzugsweise an den Aussenumfang des Schwimmringes angrenzender ringförmiger Sammelraum für das Sperrmedium vorgesehen ist, der durch mindestens eine Leitung mit einem Raume niedrigeren Druckes verbunden ist.
• In den beiden Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemässen Schwirn:nringdichtung dargestellt. Nach Fig. 1 ist der die Welle 12 umschliessende Schwimmring 1 mit sehr knappem axialen Spiel in die Ausnehmung 2 des Gehäuses 3 eingepasst. Dadurch bilden beide Stirnseiten des Schwimmringes 1 Dichtflächen 4 bzw. 5, die zwischen sich und den Seitenwänden der Ausnehmung 2 Dichtspaite rreilassen. Das Sperrmedium wird durch die Leitung 6 zugeführt. In der einen Stirnseite des Schwlmmringes 1, angrenzend an die Dichtfläche 5, ist der-Ringraum 7 angeordnet, der durch den Kanal 8 mit der gegenüberliegenden, der Sperrmediumzuführung zugewandten Seite des Schwimmringes verbunden ist. Diese Seite des Schwimmringes ist im radial aussenliegenden Bereich zurückgesetzt, so dass der ringförmige Raum 9 entsteht. Angrenzend an den Aussenumfang des Schwimmringes ist im Gehäuse 3 der ringförmige Sammelraum 10 angeordnet, der durch die Leitung 11 mit einem Raume niedrigeren Druckes als er im Sammelraum 10 herrscht, verbunden ist.
• Von dem durch die Leitung 6 zuströmenden Sperrmedium fliesst ein Teil durch das radiale Spiel zwischen dem Schwimmrimg 1 und der Welle 12 auf die Seite-niedrigeren Druckes, in der Zeichnung nach rechts Ein zweiter Teil des Sperrmediums fliesst durch den Kanal 8 in den Ringraum 7, von wo es entlang der Dichtfläche 5 abströmt. Ein dritter Teil des Sperrmediums fliesst durch den Dichtungsspalt, der zwischen der Dichtfläche 4 und der ihr gegenüberliegenden Seitenwand der Ausnehmung 2 gebildet ist, in den Sammelraum 10.
• Da der Sammelraum 10 mit elnem Raume niedrigeren Druckes in Verbindung steht, ist der in ihm herrschende. Druck niedriger als der Anspeisedruck des Sperrmediums. Es wird sich daher ent lang der DichtRläche 4 ein Druckgefälle gegen den Raum 9 zu einstellen, welcher unter dem selben Druck steht wie der Sam-^ melraum 10. Wesentlich ist dabei, dass mindestens eine derartige Drosselstelle zwischen der Anspeisestelle des Sperrmedtums und dem Sammelraum vorhanden rist.
• Durch den Kanal 8 - es können auch deren mehrere vorgesehen sein steht im Ringraum 7 der volle Anspeisèdruck des Sperrmediums zur VerfUgung, solange der Schwimmring mit seiner Dichtfläche 5 an der ihr gegenUberliegenden Seltenwand der Ausnehmung 2 anliegt. In diesem Falle ist die Summe der auf diese (in der-Zeiehnung rechte) Stirnseite wirkenden Druckkräfte vorerst zu gross und der Schwimmring hebt sich von der Seitenwand der Ausnehmung 2 ab. Dabei sinkt der Druck im Ringraum 7 und auch im Sammelraum 10 nimmt der Druck wegen der stärkeren Drosselwirkung entlang der Dichtfläche 4 ab.
• Damit der Schwimmring und die Seitenwände der Ausnehmung 2 sich während des Betriebes nicht metallisch berühren, müssen die auf die beiden Stirnseiten des Schwimmringes einwirkenden Druckkräfte sich das Gleichgewicht halten. Das kann erreicht werden, wenn die Gestaltung der Drosselstelle entlang der Dichtfläche 4, die Dimensionierung des Kanals 8 und der Leitung 11 und die radiale Anordnung und Erstreckung des Ringraumes 7 und des Raumes 9 aufeinander abgestimmt sind.
• Eine derartige Möglichkeit ist in Fig. ? dargestellt. Der Schwimmring 1 ist auch im radial innenliegenden Bereich an der der Sperrmediumzuführung zugewandten Seite zurückgesetzt, so dass ein weiterer ringförmiger Raum 13 entsteht, der-verständlicherweise unter dem Anspeisedruck des Sperrmediums steht. Durch Aenderung der radialen Lage oder der radialen Ausdehnung der verbleibenden Dichtfläche 4 kann die Summe der Druckkräfte, die auf diese Stirnseite des Schwimmringes wirkt, in weiten Grenzen verßndert werden. Im allgemeinen wird sich der äussere, radial ausserhalb des Ringraumes 7 liegende Teil 5a der Dichtfläche 5 weiter nach aussen erstrecken als die Üichtfläche 4.
• Nach der Fig. a ist der Ringraum 7 in der der Dichtfläche 5 gegenüberliegenden Seitenwand der Ausdehnung o des Gehäuses 3 untergebracht. Er ist Uber den Kanal 15 mit der Sperrmediumlettung 6 verbunden. Der Sammelraum 10 ist über eine durch den Schwimmring 1 hindurchführende Leitung 14 mit einem Raume niedrigeren Druckes verbunden.
• In beiden Ausführungsbeispielen kann der Sammelraum 10 praktisch wegfallen, indem er radial nur so schmal bemessen wird, wie für die erforderliche Bewegungsfreiheit des Schwimmringes gerade nötig ist Seine Funktion kann in diesem Falle vom Raume 9 überkommen werden. Zu bemerken wäre auch noch, dass der Druck im Sammelraum 10 in weiten Grenzen verändert werden kann, was. durch die Anordnung mehrerer Leitungen 11 oder 14 unterstützt wird, doch ist zu berücksichtigen, dass die Verluste an Sperrmedium umso grösser werden, je stärker der Druck absinkt.
• Der Ringraum 7, der Sammelraum 10 und die Räume 9 und 13 können sowohl im Schwimmring als auch im Gehäuse angeordnet sein. Auch kann es vorteilhaft sein, den Rinraum 7 in mindestens drei Kammern zu unterteilen und zu jeder Kammer mindestens einen Kanal zu führen. Das Abheben des Schwimmringes von der Seitenwand der Ausnehmung 2 kann dadurch vergleichsmässigt.werden.
• Bei der erfindungsgemässen Schwimmringdichtung kann für die Druckentlastung das selbe Sperrmedium und unter dem selben Drucke verwendet werden wie fllr die Abdichtung. Es wird dadurch eine Vereinfachung erzielt, indem entweder eine zusätzliche Hochdruckpumpe oder ein zusätzliches Drosselorgang eingespart wird.

Claims (4)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Schwimmringdichtung zur Abdichtung des Durchtrittes einer Welle durch ein Gehäuse, mit Druckentlastung der unter Einwirkung eines Sperrmediums an einer Seitenwand einer Ausnehmung des Gehauses anliegenden Dichtfläche des Schwimmringes, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmring (1) mit kleinem axialen Spiel in die Ausnehmung (2) des Gehäuses (3) eingepasst ist, so dass mindestens Teile beider Stirnseiten des Schwimmringes (1) Diclltflächen (4,5) bilden, dass mindestens ein Kanal (8,15) einen Ringraum (7), der an die Dichtfläche (5) der der Sperrmediumzuführung zum Schwimmring abgewandten Seite angrenzt; mit einer Sperrmediumleitung (6) verbindet und dass ein vorzugsweise an den Aussenumfang des Schwimmringes (1) angrenzender ringförmiger Sammelraum (10) für das Sperrmedium vorgesehen ist, der durch mindestens eine Leitung (11,14) mit einem Raume ntedrigeren Druckes verbunden ist.

2. Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (8) durch den Schwimmring (1) hindurch den Ringraum (7) mit der Sperrmediumleitung (6) verbindet.

3Q Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (14) durch den Schwimmring (1) hindurchführt.

4. Schwimmringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (7) in mindestens/drei Kammern unterteilt ist und zu jeder Kammer mindestens ein Kanal (8) führt.